CN1133201A - 同时收集和沉淀含汞气体中汞的连续方法 - Google Patents

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Abstract

同时收集和沉淀含汞气体中汞的方法。该方法构成为使汞气体通过连续和间歇注入硫化氢(气体)的洗涤塔，同时加入含有在半酸，如[I2Hg]2-或[(SCN)4Hg]2-中稳定的汞配合物(II)水溶液，而不需使用额外的氧化剂。同时在一个阶段中进行收集和沉淀汞以及使含汞配合物(II)溶液再生。

Description

同时收集和沉淀含汞气体中汞的连续方法
本发明一般涉及一种从含汞气体中分离汞的方法，更确切地是，使用一种仅以一个步骤同时收集和沉淀在这些气体中所含汞的连续工艺方法。
不仅在汞生产工厂，而且在其他工艺，如由碱法得到氯，和在煅烧、烧结、废金属回收工艺中以及在将硫化矿物焙烧产生SO2和H2SO4的工厂，或为回收金属，如铅、铜、锌等有许多工艺方法，其中排放出含汞的气体。
将汞含量高的气体处理，或以干法：倾析器、静电沉淀器等，或以湿法：洗涤和冷却，湿法电滤等对其进行提纯，但尽管采取这些措施，由于高的汞蒸汽压力，该气体仍可含有显著量的汞(冷却到30℃的气体可含最高达30mg/m3N)。
如果将这些气体排放入大气，如为了避免污染使用这些气体制造的产物，两者为了环境的原因都必须进行充分的提纯，以将汞含量降到0.05mg/m3N以下。
现有技术包括了用以净化所述气体的许多方法的知识。
例如，德国专利1075953公开了为此目的使用固体物料，如煤的过滤器。
西班牙专利451533使用了利用某些溶液进行洗涤的湿法，为此使用了两阶段工艺方法，一个阶段是通过在装有汞配合物水溶液的塔中洗涤收集汞，而另一阶段是在其中提取部分塔的液体，以使汞的氧化和沉淀部分再生。
西班牙专利411067，556731和9000643要求保护一种焙烧气体提纯方法，其中汞用气体中所含的SO2本身氧化。
此外，专利9000643要求保护的是，所述方法是以两阶段进行，使用装有含硫氰酸盐和活性炭水溶液的两个冲洗塔，在塔之间具有湿式电滤器。
有关西班牙专利411067，556731和9000643所述的现有技术方法仅适用于含SO2的气体。
现在，本发明通过直接沉淀硫化汞形式的汞，提供一种收集和回收在燃烧气体、焙烧气体和其他含汞气体中所含的气态汞的方法。
本发明的方法仅有一个阶段并正是在一个塔中进行，该方法的构成是使汞气体流经连续或间歇注入硫化氢(气体)的洗涤塔，同时加入含有在半酸，如[I4Hg]2-或[(SCN)4Hg]2-中稳定的汞配合物(II)的水溶液，而不需使用额外的氧化剂。
从而，按照以上说明，本发明提供了一种由含Hg气体中分离Hg的方法，该方法通过在洗涤塔中与所述气体接触，洗涤塔装有含在半酸中稳定的Hg配合物(II)的，可含悬浮活性炭的溶液，其特征在于以硫化汞形式收集和沉淀Hg并同时使Hg(II)配合物再生以及仅以通过在所述洗涤塔中注入气态SH2的一个阶段进行。
合适的是，塔入口处气体温度必须不大于50℃。
按照本发明，收集和沉淀汞按一系列反应进行，其中立即氧化并沉淀形成硫化汞(II)的汞化合物。这些反应可归纳如下：
                  [1]
         [2]
      [3]
在使用硫氰酸根作为螯合阴离子的场合，用I-取代SCN-的反应相同。
如上述反应所观察到的，当以受控制的方法进行硫化氢注入时，由于不必如迄今现有技术所需的从塔中提取液体以使再生，所以汞配合物的浓度保持不变。
硫化氢的添加易于控制，使得其足以分析溶质Hg(II)并将其保持在先前固定的溶液中。
如果使用碘阴离子作为螯合剂，那末Hg(II)浓度必须保持在0.3和1.0g/l之间，而当使用硫氰酸阴离子作为螯合剂时，则必须保持在3和10g/l之间。可以用较大浓度Hg(II)进行操作，但是，从经济观点出发，使得需要有较大浓度的螯合阴离子，从实践观点出发，使得当排出汞含量高的洗涤溶液时，可污染提纯的气体，两者都是不可取的。
螯合阴离子的浓度必须大于形成汞配合物(II)的化学计算量，以防止中间汞化合物变得稳定。
洗涤溶液必须是微酸性并且当在工艺过程中酸度不改变时，在开始制备洗涤液时加入2g/l H2SO4已足够。
尽管如此，使用较高酸浓度不会降低该体系的效率。
在某些场合，在气体汞含量高的地方歧化反应：
       [4]可比氧化和沉淀反应[2]快。可使用吸附Hg°并促使其氧化和沉淀的活性炭以防止Hg°逸出。
本发明的方法其特征在于简易，使得整个工艺过程只使用单一的洗涤塔以一个阶段进行。
为了更详尽地说明本发明，现在参考所包括的附图，该图示出了实现本发明方法的示意图。
如图1所示，塔具有含汞气体入口(1)、H2S(气体)喷注器(2)、盛有洗涤溶液的容器(3)、该容器装配有清洗出口(4)以提取含汞固体以及一个入口(5)，反应物通过该入口加入。使用泵(6)使液体通过装有取样阀(8)的管(7)，推进到给填料(10)加水的装置(9)。穿过塔的气体通过汞滴分离器(11)并且已提纯汞后，通过管道(12)逸出。
本发明的方法显示超过现有技术方法的显著优点，在这些优点中突出的为如下列出的优点：
—该方法只以一阶段进行并仅需一个洗涤塔。西班牙专利9000643要求保护使用两个供水塔和一个设置在两塔之间的湿式电滤器。
—不需要如西班牙专利411067，556731和9000643所述的为氧化元素汞的含SO2提纯气体。由此，本文所提出的发明不仅可用于由焙烧硫化矿物得到的气体，而且也可用于其他类型含汞气体。—不需要如西班牙专利451533所要求保护的使溶液再生的第二阶段，也不使用额外的氧化剂。
将H2S(气体)注入洗涤塔本身是本发明的关键，以使其添加。—不改变加水液体的体积，使其以气态注入。—不改变溶液中离子浓度，使硫沉淀形成硫化汞(II)并通过氧化元素汞的排出补充所供应的氢从而使酸度保持恒定。—如在反应[3]中可观察到的不改变汞配合物(II)的浓度。
由此，不必如西班牙专利451533中所要求保护的从塔中提取液体以使其再生。仅需要清洗含有沉淀汞的固体以及补充反应物的机械损失。只有H2S(气体)是反应中被消耗的产品并且只是以很小的量，0.17kgH2S/kg提纯Hg。
下面将参考如下实施例说明本发明的方法，这些实施例必须被认为仅是对本发明范围的说明，而在任何情况下都决不能认为是对本发明任何方式的限制。实施例1
使在20℃(15mg Hg°/m3N)下保持30升/h流速的饱和N2的Hg°流与7升/h含9ppmH2S的另一N2流一起流经含有0.5g/l Hg(II)、3g/lI-和5g/lH2SO4溶液的洗涤容器。保持这些条件120小时，分析出口气体，所有时间的浓度均低于0.05mg/m3N。实施例2
在图1所示的塔中处理来自锌闪矿煅烧炉的含有7％SO2和25mg/m3 Hg°含量的50,000m3N/h气体。该气体在30℃温度下进入塔。H2S的注入为1401N/h。洗涤溶液含有8g/lHg(II)、13g/lSCN-、10g/l H2SO4和2g/l活性炭。在塔出口处提纯的气体含有0.03mg Hg°/m3N。使用该气体生产硫酸，酸中的汞含量小于0.5ppm。

Claims (7)

1.同时收集和沉淀含汞气体中汞的连续方法，该方法通过在一个洗涤塔中接触所述气体，该塔盛有含半酸中稳定的Hg(II)化合物溶液，可以载有悬浮活性炭，其特征在于以硫化汞形式收集和沉淀汞以及同时使Hg(II)配合物再生并仅以通过将气态硫化氢注入所述洗涤塔中的一个阶段进行。
2.权利要求1的方法，其特征在于注入塔中硫化氢的量是相应于气体中汞量的化学计算量。
3.权利要求1的方法，其特征在于通过分析在洗涤溶液中所含的Hg(II)量来调节注入的硫化氢量。
4.权利要求1的方法，其特征在于与汞(II)形成配合物的阴离子较佳的是形成配合物[(SCN)4Hg]2-的硫氰酸根阴离子，或形成配合物[I4Hg]2-的碘阴离子。
5.权利要求1和4的方法，其特征在于每当使用硫氰酸根阴离子作为汞(II)螯合剂时，溶液中的汞量至少为3.0g/l。
6.权利要求1和4的方法，其特征在于每当使用碘阴离子作为汞(II)螯合剂时，溶液中的汞量至少为0.3g/l。
7.权利要求1的方法，其特征在于与汞(II)形成配合物的阴离子浓度大于形成该配合物所需的化学计算量。
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Granted publication date: 20020807

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